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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115078767A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210554601.1(22)申请日2022.05.19(71)申请人北京航天控制仪器研究所地址100854北京市海淀区北京142信箱403分箱(72)发明人刘福民张乐民刘国文徐杰徐宇新王学锋(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师张欢(51)Int.Cl.G01P15/125(2006.01)B81B7/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构(57)摘要本发明公开了一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,采用四周支撑结构支撑整个可动结构,并在四周支撑结构上下两侧中心和左右两侧中心放置应力释放梁和应力释放梁固定锚区。应力释放梁弯曲刚度远小于四周支撑结构的框架刚度,传感器所处温度变化时,由于材料热膨胀系数失配产生的热应力可通过应力释放梁释放,可显著降低中心敏感结构上所受的热应力,提高传感器输出特性的温度稳定性。CN115078767ACN115078767A权利要求书1/2页1.一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,包括四周支撑结构和中心敏感结构;以所述MEMS加速度计传感器敏感结构的中心点为原点,以横轴、纵轴分别为X轴和Y轴建立坐标系;四周支撑结构包括边缘Y向应力释放梁固定锚区(1)、边缘Y向应力释放梁(2)、边缘Y向边框(3)、边缘X向应力释放梁固定锚区(4)、边缘X向应力释放梁(5)和边缘X向边框(6);所述边缘Y向边框(3)、边缘X向边框(6)相互连接形成方框形框架,边缘Y向边框(3)关于X轴对称,边缘X向边框(6)关于Y轴对称;所述边缘Y向应力释放梁固定锚区(1)通过两侧的边缘Y向应力释放梁(2)与边缘Y向边框(3)连接,边缘Y向应力释放梁固定锚区(1)位于边缘Y向边框(3)中点处;所述边缘X向应力释放梁固定锚区(4)通过两侧的边缘X向应力释放梁(5)与所述边缘X向边框(6)连接,所述边缘X向应力释放梁固定锚区(4)位于边缘X向边框(6)中点处;中心敏感结构包括第一弹性梁(7)、敏感结构框架(8)、敏感结构框架梳齿(9)、检测梳齿(10)、检测梳齿锚区(11)和第二弹性梁(12);所述敏感结构框架(8)通过若干组第一弹性梁(7)及第二弹性梁(12)与所述四周支撑结构连接,位于边缘Y向边框(3)和边缘X向边框(6)构成的方框形框架内;所述敏感结构框架(8)中包括若干框格;敏感结构框架梳齿(9)、检测梳齿锚区(11)位于敏感结构框架(8)中的各框格中;所述检测梳齿(10)连接在检测梳齿锚区(11)上,沿检测梳齿锚区(11)的两侧依次排列,所述敏感结构框架梳齿(9)沿敏感结构框架(8)的框格的两条平行边依次排列;敏感结构框架梳齿(9)和检测梳齿(10)交错排列,所述各检测梳齿(10)及敏感结构框架梳齿(9)方向平行,检测梳齿(10)与敏感结构框架梳齿(9)构成变间隙的检测电容结构。2.根据权利要求1所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,还包括衬底,边缘Y向应力释放梁固定锚区(1)、边缘X向应力释放梁固定锚区(4)和检测梳齿锚区(11)固定在衬底上,衬底的材料为硅或者玻璃材料。3.根据权利要求2所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,所述边缘Y向应力释放梁(2)、边缘X向应力释放梁(5)各四组,分别位于各象限,每组应力释放梁为单根梁或多根梁并联;所述边缘Y向应力释放梁(2)和边缘X向应力释放梁(5)为一端固定、另一端导向的弹性梁,为等宽度弹性梁或不等宽度弹性梁;所述边缘Y向应力释放梁(2)中单根梁宽不小于5μm,梁长不大于边缘Y向边框(3)的1/2;所述边缘X向应力释放梁(5)中单根梁宽不小于5μm,梁长不大于边缘Y向边框(6)的1/2。4.根据权利要求2所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,所述敏感结构框架(8)为方框形、田字形或n×m的窗格型,m、n均为正整数。5.根据权利要求2所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,所述第一弹性梁(7)位于所述中心敏感结构的四角,为U型弹性梁。6.根据权利要求2所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,所述第二弹性梁(12)位于所述中心敏感结构的两条平行的侧边,为山字型弹性梁。7.根据权利要求2所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构,其特征在于,所述第一弹性梁(7)和第二弹性梁(12)的方向平行。8.根据权利要求1所述的一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏